KOLLOIDKÉMIAI GYAKORLATOK

KOLLOIDKÉMIAI GYAKORLATOK Segédanyag

Összeállította: BERKA MÁRTA NAGY ZOLTÁN NOVÁK LEVENTE KÉRI MÓNIKA KOZMA CSILLA

DEBRECENI EGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR KOLLOID- ÉS KÖRNYEZETKÉMIAI TANSZÉK 2012

A kolloidkémiai gyakorlat a Kolloid- és Környezetkémiai tanszéken, a D-205 laborban végzendő hat héten át, heti egy alkalommal, a hirdetőtáblán megjelölt csoportbeosztások szerint. A gyakorlatokra az adott témakör elméletéből felkészülten (gyakorlati leírás valamint az előadás anyaga!) és egy otthon előzőleg megkezdett, külön lapokra írt jegyzőkönyvvel kell megjelenni, amelynek tartalmaznia kell egy rövid, az aktuális gyakorlathoz tartozó elméleti áttekintést és a munka megtervezését, lehetőleg táblázatos formában. Aki a jegyzőkönyv hiánya alapján felkészületlennek bizonyul, az nem kezdheti meg a gyakorlatot. Az elméleti felkészülést a gyakorlatok megkezdésekor íratott rövid számonkéréssel (ZH) ellenőrizzük, amely két kérdésből áll. Az első kérdés véletlenszerűen választott a következő nyolc alapvetően fontos egyenlet vagy fogalom tárgyköréből: 

Kelvin-egyenlet (A görbült felület feletti gőznyomás görbületi sugártól való függése)



Einstein-Stokes egyenlet (Egy részecske sugara és diffúziós együtthatója közötti összefüggés)



Gibbs-egyenlet (A felületi anyagtöbblet koncentrációtól és felületi feszültség változásától való függését leíró egyenlet)



Langmuir-izoterma

(A

felületi

borítottság

nyomás/koncentrációfüggését

leíró

összefüggés) 

Gouy-Chapman egyenlet (A diffúz kettősrétegre jellemző a potenciál-távolság függést megadó egyenlet)



Stern-egyenlet (A módosított diffúz kettősrégetet leíró potenciál-távolság függést leíró egyenlet)



A felületi feszültség két ekvivalens definíciója



Az ozmózisnyomás egyenlete

Minden definícióhoz vagy egyenlethez meg kell adni a szimbólumok jelentését és a mértékegységeket. A második ZH kérdés témája az aznapi gyakorlattal függ közvetlenül össze. A dolgozatot érdemjeggyel értékeljük. A jegyzőkönyvnek minden részletet (primer mérési adatok, számolás, megfigyelés, megjegyzés stb.) tartalmaznia kell. A mérés kivitelezéséhez szükséges készülékek használati utasításai a helyszínen megtalálhatók. A jegyzőkönyv talán legfontosabb része a diszkusszió. Ez kezdődjön egy rövid mondattal, ami bemutatja az aznapi gyakorlat célját. Ezek után következzen a mérésekből kiszámolt adat(ok) bemutatása, valamint ezek összevetése az irodalmi adatokkal. Erre a célra mindegyik számítógépen használhatók internetes források, ezeket a forrásokat a

2

diszkusszióban jelöljük is meg. Amennyiben a kísérletileg meghatározott és a várt értékek között szignifikáns a különbség, ennek okára logikus magyarázatot kell adni. A tanszéki honlapról letölthető egy mintajegyzőkönyv, ezt tanulmányozva látható, hogy milyen követelményeknek kell megfelelnie egy jó jegyzőkönyvnek. Az értékelés szempontjai: felkészülés, jegyzőkönyv, kísérleti munka, számolás, kísérleti eredmények és azok értelmezése (!). A hibás számolásokat tartalmazó jegyzőkönyvekre elégtelen érdemjegyet adunk, viszont ez a jegy javítható. Minden gyakorlaton két jegy szerezhető, melyből a zárthelyi dolgozat jegye egyszeres, míg a jegyzőkönyvre kapott jegy kétszeres súllyal szerepel a végső átlag számolásánál. Amennyiben a megszerzett jegyekből több mint 2 elégtelen, úgy a gyakorlat elégtelen eredménnyel zárul.

A GYAKORLATOK JEGYZÉKE

 

1. 

Krémek reológiai vizsgálata

4 

2. 

Oldatok felületi feszültségének tanulmányozása

9 

3. 

Polimerek átlagos molekulatömegének meghatározása

14 

4. 

Reológiai mérések rotációs viszkoziméterrel

17 

5. 

Színezékek elválasztása papír-elektroforézissel

21 

6. 

Asszociációs kolloidok CMC értékének meghatározása

23 

7. 

Szolubilizáció vizsgálata

27 

8. 

Részecskeméret-eloszlás meghatározása

31 

9. 

Adszorpció szilárd folyadék határfelületen

35 

10.  Különböző reológiai típusú anyagok minősítése Brookfield RV viszkoziméterrel

39 

11.  Izolabilis fehérje izoelektromos pontjának meghatározása

46 

12.  Kolloid diszperziók sztérikus és elektrosztatikus stabilizálása

50

 

3

1. KRÉMEK REOLÓGIAI VIZSGÁLATA

Emulzióknak nevezzük az olyan kolloid diszperz rendszereket, melyekben a diszpergált rész és a diszperziós közeg folyékony halmazállapotú. Az emulziók lehetnek olaj a vízben o/v, víz az olajban v/o, és o/o olaj az olajban típusúak. Stabilizációjuk emulgeátorral történik. Az emulzió jellegét általában nem a koncentrációk aránya, hanem a szerkezet adja meg, azaz a közeg a folytonos fázis. Általában az o/v emulziók krémesebbek, míg a v/o emulziók fényesebbek és zsírosabb tapintásúak. Az emulzió a saját közegével korlátlanul hígítható. A töményebb emulziók koherens rendszert alkothatnak, azaz reológiai folyáshatárral rendelkezhetnek, ekkor krémeknek nevezzük őket (tejföl, vaj, majonéz, margarin, krém, kenőcs). Az emulziók létrehozásához, a nagy fajlagos felület miatt energia befektetés szükséges. Az emulziók előállítására számos eljárás ismeretes, az emulgeátor és a kívánt emulzió sajátságaitól - s bizonyos esetben mennyiségétől is - függően. Általában mechanikus energiát alkalmazunk, a kézi keveréstől (kenőcsök, ételek házi készítése) a nagy energiájú gépi és ultrahangos emulgeálásig, valamennyi esetben a nyírófeszültség változtatásával.

Laboratóriumi

viszonyok

között

nagy

fordulatszámú

keverőket

alkalmazhatunk. A kívánt kiindulási komponensek és emulgeátorok, valamint a készülékek által létrehozott nyíróerő révén különböző típusú és stabilitású emulziók állíthatók elő, amelyek különböző felhasználást tesznek lehetővé. Az emulziók reológiai viselkedése gyakorlati szempontból rendkívül fontos a gyártás, kiszerelés és felhasználás szempontjából. (A reológiai alapfogalmakat lásd a 4. és 10. gyakorlatnál is!) Pontos leírásuk bonyolult, a diszperz részek (cseppek) saját viszkozitásától, a nyírás körülményeitől (mérési módszer) és a közeg viszkozitásától függ. Kisméretű emulgeált cseppek, nagy viszkozitású diszperziós közegben nagy nyírófeszültség esetén is merev gömbökként viselkedhetnek. Nagy cseppek esetén, vagy nagy heterodiszperzitásnál, reológiai viselkedésük explicit képletekkel nehezen írhatók le. Kenőcsök esetében a Brookfield-típusú

(rotációs

viszkoziméterek)

mérési

eljárások

a

gyakorlatban

a

legcélravezetőbbek (szabványosak). A mérés elve: A rotációs viszkoziméterekben két koncentrikus henger között vizsgáljuk az anyag reológiai viselkedését. A külső henger rögzített (ez lehet akár egy főzőpohár is, vagy egy keret), a belső henger különböző szögsebességgel forgatható. A vizsgálandó anyag a henger 4

forgatássával szembben súrlódássi ellenállásst fejt ki, így y a henger forgási f sebeességét csök kkenti. A súrlódássi ellenálláss jellemezh hető a súrlóódási erőveel, vagy enn nek a hengger felületeg gységére vonatkooztatott

érrtékével,

a

().

nyírófesszültséggel,,

A

belső

hhenger

kü ülönböző

szögsebbességekkel forgatható ó és meghhatározható a hozzátartozó nyíróffeszültség. A belső henger egy spirálrrugóval csattlakozik a fforgató teng gelyhez, am mit egy szinnkronmotorr hajt. A b hengeerre. Súrlód dó közeg forgató tengely forrgása a spirrál rugón kkeresztül átttevődik a belső jelenlétéében a belső henger teehetetlenségge miatt a ru ugó megfesszül, (felcsaavarodik) éss a belső henger bbizonyos szzöggel elforrdulva () a forgató teengelyhez képest késlelltetve kezd forogni, de azonnos sebességggel. Egyes típusoknál a forgató teengely belsejében egy potenciomééter van, amelyneek ellenálláása arányos a szögelforrdulással, íg gy az elford dulás mértékke elektrom mosan, az áramerőősség méréésével mérh hető és kijjelezhető.

A forgató ó tengely fordulatszááma egy

sebességgváltóval különböző k értékekre állítható. A sebesség g gradiens D (s-1) a motor fordulattszámával (RPM) ( arán nyos. A visszkozitás  ( Pas), illetve a nyíróófeszültség N/m2) meghatáározható. H Határozzukk meg a kiad dott kenőcs viszkozitássát növekvő ő víztartalom m mellett. Olvassuk O le a százalékos kitérést mind a négy fordulatszám mon, növek kvő és csöökkenő sorrrendben. Adjunk a kenőcshöz 5 cm3 vizet, v homoogenizálás után u ismételljük meg a mérést, od da-vissza unk 5-5 cm3 vízzel és mérjünk. m (növekvvő és csökkenő fordulaatszámmal) is. Még kéttszer hígítsu Felhasznált anyag: Unguentu um emulsifficans nonio onicum (viizes alapú folyékony paraffin emulzióó nemionos emulgeálósszerrel) típuusú alapkrém m. Broookfield LV analóg viszzkoziméter. A motor a billenő kapcsolóval k ki-be kapccsolható, a fordulatszáám az elforrgatható, hasáb h alakú kapcsolóvaal állítható, a mutató rö rögzítésére a henger mögötti m kapccsoló szolgáál.

5

Kenőcs folyásgörbe

Kenőcs

140

0.3

hozzáadott víz,ml

hozzáadott víz,ml

120 0ml 5ml 10ml 15ml

0ml 5ml 10ml 15ml

D, s-1

100

, Pas

0.2

0.1

80 60 40 20 0

0.0 0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

, Pa

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

, Pa

Ábra. Viszkozitás és folyási görbék változása a kenőcs hígításával, növekvő nyírófeszültséggel. Az ábrák csak tájékoztató jellegűek, a konkrét értékek a kenőcs összetételétől és a hőmérséklettől függnek. Feladat: - Az (viszkozitás), illetve a D-(folyás) görbék megszerkesztése, kiértékelése, a vizsgált kenőcs reológiai besorolása (lásd a 10. gyakorlat reológiai ábráit!) Kivitelezés: Helyezzünk a mérőedényen található jelzésig kenőcsöt spatula segítségével, buborékmentesen. Tegyük bele a gyakorlatvezető utasításának megfelelő orsót, és figyeljük meg a készülék működését. Ügyeljünk a tengely épségére! A legnagyobb sebesség mellett járassuk a berendezést kb. 5 percig, hogy homogenizáljuk a mintát, majd kapcsoljuk a legkisebb sebességre és kb. 10 percig járassuk, hogy lehűljön. A mérést a legkisebb fordulattal kezdjük. Egy fordulatnál mérjük meg egymás után 3-szor az elfordulás mértékét, mérések között 1 perc szünetet tartva. Végezzük el valamennyi sebességnél a mérést növekvő majd csökkenő sorrendben. Ha a kitérés () a legnagyobb sebességnél sem éri el a teljes skála 10 %-os értékét, akkor cseréljük ki az orsót vastagabbra. Ha a kitérés () közel 80-100 %-os, akkor cseréljük ki az orsót vékonyabbra, vagy hígítsuk meg a mintát. Készítsünk táblázatot a csökkenő és növekvő sebesség értékekhez tartozó adatokat. Ábrázoljuk 1-1 grafikonon a folyási és viszkozitási görbéket (egy grafikonon a növekvő és csökkenő nyírófeszültséghez tartozó folyási és egy másik grafikonon a növekvő és csökkenő nyírófeszültséghez tartozó viszkozitási görbéket). Számítások: Viszkozitás  ( Pas) = z ×  Sebesség gradiens, D (s-1) = RPM /60 Nyírófeszültség, N/m2) = z×D× 6

Táblázatok: z RPM/ orsószám

4

3

2

1

6

1000

200

50

10

12

500

100

25

5

30

200

40

10

2

60

100

20

5

1



RPM fordulatszám

(kezdeti minta)







(+5 cm3 víz)

(+5 cm3 víz)

(+5 cm3 víz)

6 6 6 12 12 12 30 30 30 60 60 60 30 30 30 12 12 12 6 6 6

7

Az átlag α értékekből a táblázatban megadott orsóállandók (z) segítségével határozzuk meg a viszkozitást és a nyírófeszültséget! RPM

 (mPas)

(mPas)

(kezdeti minta)

(+5 cm3 viz)

 (Pa)

(Pa)

(mPas)

(mPas)

(+10 cm3 viz)

(+15 cm3 viz)

6 12 30 60 60 30 12 6

RPM

(kezdeti minta)

(Pa)

(Pa) 3

(+5 cm viz)

3

(+10 cm viz)

(+15 cm3 viz)

6 12 30 60 60 30 12 6

Értelmezzük az eredményt!

8

2. OLDATOK FELÜLETI FESZÜLTSÉGÉNEK TANULMÁNYOZÁSA

Azokra a molekulákra, amelyek pl. a folyadék-levegő határfelületen helyezkednek el, a kiegyenlítetlen vonzó erők miatt tisztán befelé húzó erők hatnak. A felületi feszültséget a felszín mentén egységnyi hosszú szakaszra merőlegesen ható erőként definiálják (N/m), illetve tiszta folyadékok esetében: a felületi feszültség az a munka, amely egységnyi új felület izoterm és reverzibilis módon végbemenő növeléséhez szükséges (J/m2). A felületihatárfelületi feszültséget eredményező erők a rövid hatótávolságú intermolekuláris erők közé tartoznak, mint pl., a van der Waals (főleg az egyetemleges London-féle diszperziós erők), esetleg a hidrogénkötés és a fémes kötés (pl. az előbbi víz, az utóbbi higany esetében). Régi tapasztalat, hogy a vízben oldott anyagok jelentősen befolyásolják a felületi feszültséget (csökkentik, ezek a kapilláraktív anyagok vagy növelik, ezek a kapillárinaktív anyagok). Ennek az az oka, hogy az oldat belseje és a felszíni réteg összetétele nem azonos, a jól szolvatálódó anyagok a közegben, a kevésbé jól szolvatálódó molekulák vagy molekularészek a felület közelében dúsulnak fel. A Gibbs-féle egyenlet (1-es vagy ezzel analóg 1b egyenlet) alapján az egységnyi felületre vonatkoztatott anyagtöbblet,  (mol/m2) változása a koncentrációval híg oldatoknál:

  

c d (1) RT dc

  

1 d (1b) RT d ln c

Ha az első (1-es) formulát alkalmazzuk akkor a ~c függvényt (1 ábra), ha a második formulát használjuk, akkor a  ~ln c függvényt (1b ábra) ábrázoljuk. Ha a gyakorlatvezető mást nem kér, akkor a  ~ln c függvényt ábrázoljuk. A kísérleti pontokhoz húzott érintő meredeksége az első esetben d/dc, az 1b egyenletnél a d/dlnc-vel egyenlő, ezt behelyettesítve a megfelelő egyenletbe kiszámítjuk az adott koncentrációnál kialakuló felületi anyagtöbbletet, . Az 1. ábrán illusztrálásképpen két ponthoz rajzoltuk be az érintőket. Jól látható hogy a koncentráció növekedésével a meredekség egyre kevésbé változik, aminek az az oka, hogy a felületi anyagtöbblet, c függvény telítési görbét mutat (2. ábra. Ezt az ábrát a hallgatónak is kötelező ábrázolnia).

9

0.07

0.06

0.06

(N m-1)

(N m-1)

0.07

0.05

0.05

0.04 0

500

1000

1500

c(mol m-3)

2000

0.04 3

4

5

6

7

ln c

8

1. ábra. Felületi feszültség változása a kapilláraktív anyag koncentrációja és a kapilláraktív anyag koncentráció logaritmusának függvényében

1.60E-05

(mol m-2)

1.40E-05

1.20E-05

1.00E-05 0

500

1000

1500

c(mol m-3)

2000

2. ábra A felületi anyagtöbblet koncentráció függése kapilláraktív anyag esetében. Mivel a ~c (2. ábra és 2a egyenlet) görbéből csak becsülni lehetne a telítési értéket,

max , ezért a híg oldatokra levezethető linearizált formát felhasználva (2b), a c/~c egyenes (y=mx+b alakot mutat) meredekségéből határozzuk meg:

  

bc 1  bc

c

(2a)





c





b

(2b)



2.E+08

c(m-1)

1.E+08

8.E+07

4.E+07

0.E+00 0

500

1000

1500

c(mol m-3)

2000

3. ábra Linearizált Gibbs egyenlet a max meghatározásához 10

A Az oldatbóll adszorpció óval képződdő felületi monomolek m kuláris réteggben a moleekulák, a Hardy-H Harkins-félee elvnek megfelelően, m , a poláris részükkel a vizes fázzis felé irán nyítottan helyezkkednek el. Az A apoláris rész r a felüleeten a rendeelkezésre állló felülettőől függően szétterül. s Ha csökkkentjük a felület f nagy yságát, a felüületi oldaln nyomás növeelésével (láásd az illuszztrációt 4 a.d. áábrák), az apoláris lááncnak egyrre kisebb hely jut. Az egyenes lááncú zsírsav vaknál a végcsopportok kezddődő illeszk kedésének kkb. 0,21 nm m2×molekulaa-1 felület ffelel meg. A felület csökkenntésével, haatáresetben (4d. ábra)), a lánchosssztól függeetlenül (!) a molekulaa felületi helyigénnye csak a poláris fej nagyságátóól függ. Ez –OH illetve –COOH esetében kb. k 0,190,21 nm m2×molekulla-1. A felü ület továbbii csökkentéésével (Lan ngmuir—Addam-féle mérleg) m a kétdimeenziós szilárrd film összzetörik (4e. ábra).

44. ábra: A molekula rendelkezés r sére álló fellület a mon nomolekulárris réteg kü ülönböző állapotaaiban: a) gázz analóg, b)) folyadék eexpandált, c) c folyadék kondenzáltt , d) szilárd d analóg állapot, e) a szilárdd film összettörik. Kiviteleezés: K Készítsünk a kiadott 2,0 mol/ddm3 koncen ntrációjú allkoholból vvagy karbo onsavból különbööző koncenttrációjú old datokat 0,1--2 mol/dm3 koncentrácció tartomáányban (pl. 0; 0,05; 3 0,1; 0,225; 0,5; 1,0;; 1,5; 2,0 mol/dm m )! M Mérjük meg g szobahőm mérsékleten a víz és azz oldatok

felületi feszültségéét a leghíg gabb felől a töményeb bbek felé haladva h (!) , gyűrűleszzakításos módszerrel, du Nouy-féle N teenziométerrrel! Három m olyan páárhuzamos mérést átlaagolunk, amelyekknek a szóráása nem nag gyobb 0,1 m mN/m-nél. Amennyibeen a desztilllált víz mérrt felületi feszültsége (víz) az a elméleti 72,6× 10-3 Jm-2 érték kétől (20oC--on) 5%-náál jobban elltér, úgy 1 -3/víz mért) tört értékéével. Az átllagolt és minden egyes mérrt értéket szzorozni kelll a (72,6× 10 korrigállt értékeket számoljuk át N/m-re.

11

Du u Nouy-féle tenziométeer ún. torzziós mérleg g.

Mérési adatok: c 3

( (mol/dm )

c,1,

c,2,

c,3,

c,átlag

c,korrigáált

mN/m

mN/m

mN/m m

N/m((!!)

N/m(!! )

0 0,05 0,10 0,25 0,50 1,00 1,50 2,00

ázat 1. táblá A felületi anyagtöbble a etek, ~c m meghatározáásához haszználjuk a G Gibbs egyen nletet (1 vagy 1b)! A korrrigált felü ületi feszülttség értékeeket, korr ábrázoljuk az lnc (vagy c) függvénnyében, és számítsuk s ki k minden kkoncentráció ó esetén a feelületi anyaagtöbbletet. Ehhez a számítááshoz a d/ddlnc értékek ket a görbe grafikus differenciálá d ásával, vagyy az illeszteett görbe ozzuk meg.. A grafikuss differenciáláshoz húzzzunk a görrbéhez a analitikuus deriválássával határo kiválaszztott konceentrációkhozz érintőkett, ahogyan az 1b áb bra két mééréspontra mutatja, olvassukk le az érinttők koordin nátáit (x,y) kkét-két ponttban és írjuk k be a tábláázatba majd a kapott adatok felhasználáásával, száámítsuk ki a differen nciálhányad dos értékét (az (y2-y1)/(x2-x1) képletteel), majd a felületi

m2 nagysáágrendű) az a adott anyagtööbbletet (10-6 mol/m

koncenttrációknál!

12

c

c

(mol/dm3)

(mol/m3)

ln c

y2

x2

y1

x1

d/lnc

c

c/c

(mol/m2)

0 0,05

3.91

0,10

4.61

0,25 0,50 1,00 1,50 2,00

2. táblázat Ábrázoljuk a  -t a c függvényében illetve a c/ -t a c függvényében (2. egyenlet, a fenti táblázat első és utolsó oszlopa, illetve a 3. ábra) és határozzuk meg értékét (mol m-2) az egyenes meredeksége alapján! (Ha nagyon kifutunk az időből, a gyakorlatvezetővel egyeztetve, közelítőleg meghatározhatjuk a értékét az utolsó két méréspont, legtöményebb koncentrációk összekötéséből.) Számítsuk ki egy molekula felületigényét y, m2/db illetve nm2/db egységben a monomolekuláris adszorpcióból a következő azonossággal:

y

1 , N A 

ha R= 8,314 Jmol-1K-1,

és NA= 6,02×1023 db mol-1!

Értelmezzük az eredményt!

13

3. POLIMEREK ÁTLAGOS MOLEKULATÖMEGÉNEK MEGHATÁROZÁSA

Einstein hidrodinamikai számítása szerint ideális rendszerben a folyadékban diszpergált merev, gömb alakú, azonos méretű, kölcsönhatásba nem lépő részecskék esetében a diszperzió viszkozitása ( csak a részecskék térfogatarányától () függ, és független a méretüktől. (Vagyis pl. mindegy, hogy 1 db. nagy vagy 100 db. ugyanolyan össztérfogatú kis gömböt tartalmaz a közeg.)

  0 1  2,5 

ahol  0 a közeg viszkozitása.

Ha valamelyik feltétel nem teljesül, a rendszer nem ideális, akkor az oldat viszkozitása számos paramétertől függ (pl. alak, méret, merevség, szolvatáció, oldószerrel való átjárhatóság, kölcsönhatás stb.). Ha ezek a hatások elkülöníthetőek, akkor az adott sajátság meghatározható a viszkozitásból. Alapfogalmak (híg oldatokra):

 rel 

 t  , 0 t0

spec  rel  1 ,

  lim c 0

 spec c

ahol rel a relatív, spec a specifikus, és [a viszkozitásszám (vagy határviszkozitás vagy belső viszkozitás); t és t0 az oldat és az oldószer kifolyási ideje a kapillárisból. A viszkozitás mérése nem alkalmas arra, hogy különböző méretű, de azonos alakú és szolvatáltsági fokú részecskék között különbséget tegyen. Ha azonban az alak és/vagy a szolvatáltság foka változik a részecskemérettel, akkor alkalmas a méret meghatározására, mivel ekkor a nagyobb polimer nagyobb viszkozitás-növekedést okoz, mint a kisebb. A polimer oldat belső viszkozitása, amely már egy a kölcsönhatástól mentes paraméter (mivel nulla koncentrációra extrapolált érték), a polimer átlagméretétől és az átlagos szolvatáltságától függ, az un. Kuhn-Mark- Houwink-egyenlet szerint:

 

  K M viszk

ahol Kη egy homológ soron belül állandó, az  kitevő pedig a polimer — oldószer kölcsönhatástól függő állandó. Az M viszk viszkozitásátlag nagysága a szám- és a tömegátlag közé esik: 1

M viszk

  M  1 N i        MN i 

  MN i  Mn      N i 

  MWi    M 2 N i  Mw       Wi    MN i  14

A Kuhn-Mark- Houwink-egyenlet akkor használható molekulatömeg meghatározására, ha az egyes frakciók molekulatömegét független mérésekkel határozzuk meg, és a lg[η]~lg M függvényből kiszámítjuk az adott polimer — oldószer rendszerre jellemző konstansokat.

Kivitelezés: Készítsünk a kiadott poli-vinil-alkohol vagy poli-etilén-glikol törzsoldatból hígítási sorozatot: 0,025; 0,020; 0,015; 0,010; 0,005; 0,0025 g cm-3 (!). Határozzuk meg a relatív viszkozitásokat Ostwald-féle kapilláris viszkoziméterrel a kifolyási idők alapján! Ábra: Ostwald-féle viszkoziméter. Pontosan 10 cm3 folyadéknak az A és B jel közötti kifolyási idejét mérjük. A mérést a tiszta vízzel kezdjük. A folyadékot visszaszívjuk, és még kétszer megmérjük a kifolyási időt

Az oldatokat a hígabbtól a töményebb sorrendben mérjük, ezért nem szükséges a viszkozimétert kimosni a különböző oldatok mérése között. Minden oldatnál 3×szor mérjük meg a kifolyási időket, és a hasonló értékeket átlagoljuk. Ábrázoljuk az

 spec c

-t és a

ln  rel -t c

az oldatkoncentráció függvényében ugyanazon az ábrán, ahogyan az alábbi grafikon mutatja.

15

250

lnrel/c

200 150 100

sp/c

50 0 0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

c(g cm-3)

0.05

Ábra. Határviszkozitás vagy belső viszkozitás ([]) meghatározása extrapolációval. A kapott görbékből a függőleges tengelyhez húzott meghosszabbítással, az un. extrapolációval (c0) határozzuk meg a tengelymetszetet, amely [] határviszkozitást adja! Olvassuk le mind a két görbe tengelymetszetét. Számítsuk ki a polimer móltömegét, a

 

  K M viszk képlettel, ha a K és az  konstansok értékei az adott polimer-oldószerre:

Poli-vinil-alkohol vizes oldatban az =0,73; K= 1,85×10-2 cm3g; poli-etilén-glikol vizes oldatban  =0,75; K= 1,9×10-2 cm3g. Adjuk meg a mérés hibáját! A kapott átlagos moláris tömeg alapján számítsuk ki a polimerizációfok értékét is! c (gcm-3)

rel

spec

spec/c

0







0,0025







0,005







0,010







0,015







0,020







0,025







t (s)

t (s)

t (s)

tátlag(s)

(ln rel)/c

Értelmezzük az eredményt! 16

4. RE EOLÓGIA AI MÉRÉS EK ROTÁ ÁCIÓS VIS SZKOZIM MÉTERRE EL A reológia a testeknek k külső erőkk hatására bekövetkező b ő deformációóját vagy áramlását á vizsgálja. Reológgiai szempo ontból hároomféle ideáális testet különböztetü k ünk meg: ideálisan i rugalmaas (elasztiku us), ideálisaan folyékonny (viszkózo os) és ideáliisan képlékkeny (plaszttikus). A legtöbb anyag küllönböző mértékben eggyidejűleg mutathatja ezeket a tulajdonság gokat. A leggyakkoribb deforrmáló hatás, amit folyéékony és szzilárd testek kre is alkalm mazhatunk a nyírás. Nyírásróól beszélünnk, ha a testre a felüleettel párhuzamos (tangenciális) errő hat. (A reológiai r alapfoggalmakat lássd a 4. és 10 0. gyakorlaatnál is!) Ideálisan rugalmas testeknél a deformááló erő és a testbenn ébredt rugalmas r pot jön létree, a felületeegységre (reverziibilis) feszüültség közöttt időben staatikus egyeensúlyi állap vonatkooztatott nyíróerőt nyírrófeszültséggnek nevezzzük,  N/m m2. A defo formáció grradiense, dx/dy, aarányos az őt ő létrehozó nyíróerőve l   konst

dx d (Hook törvény). t dy d

Ideálisan viszkózus v teesteknél alappvető külön nbség, hogy y a nyírás nnem valódi, statikus egyensúúly kialakuulásához, hanem h állaandó sebessségű deformációhoz, (folyásho oz) azaz dinamikkus egyensúlyhoz vezzet. Laminááris áramlááskor a deformáció ssebesség ( v  merőlegges irányú gradiense:

dx ) dt

dv dv  D s -1 arányos a nyírófeszzültséggel,   . Ahol az dy dy

arányosssági tényezző,  a folyaadék ellenáállás mérték ke, a viszkozzitás. Azaz ideálisan viiszkózus testnél:



n D

 állandó , n=1. Foolyékony közegű diiszperz renndszerek reológiai r

viselkeddésük alapjáán lehetnek k ideális vaggy Newtonii, szerkezet viszkozitásst illetve dilatanciát mutató folyadékok. 1.ábra Rotácciós viszkozziméter. Rugóval R kap apcsolt teng gely (1), Belső B hengeer (2), külső ő henger (3 3), sebesséégváltó karrok (4), teermosztáló

edény

(5),

mérőállás m kaapcsoló (6). 17

A fordulatszámot a jobboldalon található a-b váltókarral, valamint az ugyanott elhelyezett sebességváltóval (az ábrán 4) állítjuk be. A műszert ki- és bekapcsolni mindig az 1-es

sebességfokozatban kell. 12 sebességfokozat van; az ablakban látható, amit beállítottunk. A mérést valójában a műszerrugó és a hozzá kapcsolódó potenciométeres ellenállás távadó végzi. A mérés elve: A rotációs viszkoziméterekben két koncentrikus henger között vizsgáljuk az anyag reológiai viselkedését. A külső henger rögzített, a belső henger különböző szögsebességgel forgatható. A vizsgálandó anyag a henger forgatásával szemben súrlódási ellenállást fejt ki, így a henger forgási sebességét csökkenti. A súrlódási ellenállás jellemezhető a súrlódási erővel, vagy ennek a henger felületegységére vonatkoztatott értékével, a nyírófeszültséggel, (). A belső henger különböző szögsebességekkel forgatható és

meghatározható a

hozzátartozó nyírófeszültség. A belső henger egy spirálrugóval csatlakozik a forgató tengelyhez, amit egy szinkronmotor hajt. A forgató tengely forgása a spirál rugón keresztül áttevődik a belső hengerre. Súrlódó közeg jelenlétében a belső henger tehetetlensége miatt a rugó megfeszül, (felcsavarodik) és a belső henger bizonyos szöggel elfordulva a forgató tengelyhez képest kezd forogni, de azonos sebességgel. A forgató tengely belsejében egy potenciométer van, amelynek ellenállása arányos a szögelfordulással, így az elfordulás mértéke elektromosan, az áramerősség mérésével mérhető és kijelezhető. A forgató tengely fordulatszáma egy sebességváltóval különböző értékekre állítható. A sebesség gradiens a motor fordulatszámával arányos. A súrlódó erő, illetve a nyírófeszültség meghatározható. A műszer bekapcsolása után várni kell, amíg a mutató megnyugszik. Ekkor leolvassuk a mutatott értéket, majd nagyobb sebességfokozatba kapcsolunk. A mért értékeket nem az elméleti képletekkel számítjuk, hanem a műszer hitelesítési bizonylata szerint táblázatból olvassuk ki az adatait. Vegyük fel a kiadott minta folyásgörbéjét (azaz a D = f() görbét) növekvő és csökkenő nyíró feszültségnél is. Alapítsuk meg, hogy a minta melyik osztályba tartozik az ábra alapján, és hogy van-e hiszterézis!

18



 

 





(Pas)

D(s-1)

   



0

 (Pa)

0

 (Pa)

2 ábra. Időffüggést nem 2. m mutató follyás- és viszzkozitásgörbbék s belső súrlódáású, 3. dilatanciát mutaató folyadék k; 4. 1.. ideális (neewtoni), 2. szerkezeti Biingham–félee test, 5. follyáshatárral rendelkező ő pszeudoplasztikus, 6. folyáshatárrral

D(s-1)

(Pas)

renddelkező dilaatáns

 (Pa)

 (Pa)

3 ábra. Időffüggő folyáás- és viszko 3. ozitásgörbék k (hiszterézzis) A tixootróp (nyíráásra vékonyodó) és a reeopektikus (nyírásra ( vaastagodó) annyagokra jellemező

4.. ábra. A ny yíróerő hatássára előford duló szerkezzeti változássok. Kiviteleezés: R Rotációs viiszkoziméteeren 10%-oos vagy 15% %-os karbo oxi-metil-ceellulóz-oldatt (tapéta ragasztóó) reológiaai viselkedéését tanulm mányozzuk.. 25 cm3 mintát bet etöltünk a rotációs viszkoziméter S jeelű hengeréébe és az S1 belső hengerrel h mérünk. m Előőször a legn nagyobb fokozatnnál, 12a,

homogenizzáljuk (az esetleges koherens k reendszert össszetörjük), majd a 19

legkisebb fokozatban, 1b, járatjuk 5-10 percig (hagyjuk lehűlni, mert a viszkozitás erősen függ a hőmérséklettől).

Az első mérés során figyeljük meg, hogy egy adott sebesség

gradienshez tartozó nyírás esetében időben változik-e a mutató kitérése ( csökken-e az időben? Ha a kitérés időfüggést mutat, úgy, minden egyes fokozatban egyensúlyi kitérésig mérünk (kb. fél perc), és ezen meghatározott idő után olvassuk le a mutatót, utána azonnal átkapcsolunk a következő sebességfokozatba! A növekvő (1b-től 12a-ig) és csökkenő fordulatszámmal (12a-tól 1b-ig) mért adatokból számított folyásgörbéket egy grafikonon ábrázoljuk. Az adott fordulathoz tartozó sebességgradiens (Dr) értékeit táblázatban mellékeljük. fordulat Dr

fordulat Dr

→ 1b 1.5 → 6a 48.6 ←

2b 2.7

1a 3

3b 4.5

2a 5.4

4b 8.1

3a 9

5b 13.5

4a 16.2

6b 24.3

5a 27

8b 72.9

7a 81

9b 121.5

8a 145.8

10b 218.7

9a 243

11b 364.5

10a 437.4

12b 656

11a 729

A számítás a következő:   z   , Pa

n

 *

D

→ 7b 40.5 ← 12a 1312 ←

, Pas, ahol  a kitérés; z a

készülékállandó I. mérőállásban z=0,573; II. mérőállásban z= 5,8. Nem Newtoni folyadéknál A kiértékelésnél vegyük figyelembe, hogy a mérés hibája <10 illetve <90

n1.

kitéréseknél nagyobb! folyásgörbe 0.9

1400

0.8 0.7 viszkozitás görbe

1000

0.6

800

0.5


, Pas

D, s

-1

1200

600

0.4 0.3

400

0.2

200 0.1

0 0

20

40

60

80

100

120

, Pa

140

0.0 0

20

40

60

80

100

120

140

, Pa

4. ábra Lineáris polimer híg oldatának folyásgörbe és a viszkozitás görbéi. A D= f() folyásgörbe és a  = f() viszkozitás görbe alapján állapítsuk meg, hogy az anyag milyen reológiai típushoz tartozik! Értelmezzük az eredményt! Ellenőrző kérdések: Reológiai osztályok? A szerkezeti belső súrlódás lehetséges oka, a tixotrópia és a hiszterézis magyarázata? 20

5. SZÍÍNEZÉKEK K ELVÁLA ASZTÁSA PAPÍR-EL LEKTROFO ORÉZISSE EL

A legtöbb anyag felülleti elektrom mos töltésrre tesz szert, pl. ha viizes közegg gel kerül érintkezzésbe. A felületi f töltés eredete lehet ioniizáció, ionaadszorpció,, ionkioldódás. Az elektrom mos kettősrréteg térbelli szerkezettének sematikus rajza pozitív haatárfelület esetében, e indiffereens elektroolitot tartallmazó és sspecifikusan n kötődő többértékű aniont tarrtalmazó oldatnáll:

olit, b) Ábra: A kettősréteg potenciál, vváltozása a távolsággall. a) indifferrens elektro ellentétees töltésű naagyobb vegy yértékű ion áttöltése. t és a diffúz ionrrétegeket ahol , a felületi potenciál, St potencciál a Stern--síkban (a tömör elválaszztó sík),  azz elektrokin netikai vagyy zeta-poten nciál (potencciál a hasaddási síkban, a tapadó és az eelmozduló folyadékréttegek közöttti). A kollloidok stab bilitása szem mpontjából a zétapotenciáál nagyságaa meghatáro ozó. Az eltéérő zéta-pottenciálú kollloid részeccskék (kollo oid fázis, makrom molekula)

azonosíthattók

illetvee

elválaszzthatók.

Az A

elválassztást

horrizontális

elektrofforézis készülékkel vég gezzük. Kivitellezés: A kromatoggráfiás papírt méretre vvágjuk, a kiiadott szinezzékeket meegfelelő távo olságban felcsepppentjük a paapír közepéén bejelölt sstartvonalraa. A start vo onalat szagggatottan jelö öljük, és ahol ninncs ceruzannyom, oda cseppentsük c k fel a festék ket. 2-3 mm m-es közepees erősségű foltokat viszünkk fel. A felcseppentés után hagyuunk időt foltok f száraadására. A megszáríto ott papírt bepermeetezzük a futtatószerr f el (2 cm3 piridin + 1 cm3 jégecet 1 dm3 vizes oldaatban) és 21

helyezzük be a kikapcsolt készülékbe. A kromatográsfiás papírt úgy helyezzük be, hogy a startvonal a készülék közepére kerüljön.

Az elválasztás horizontális elektroforézis

készülékkel történik. Jelöljük be a papíron az anód- ill. katódtér folyadékszintjét! A folyadékszintek papíron mért távolsága lesz az elektródok közötti x távolság. Az elektroforézist E=1500 V állandó feszültséggel (max. 40 mA), a komponensek szemmel is jól látható szétválasztásáig végezzük, az elektroforézis időtartamát mérjük! VIGYÁZAT! NAGYFESZÜLTSÉG! A futtatás időtartama alatt keressük meg a kiadott szinezékek szerkezetét, és állapítsuk meg, hogy várhatóan melyik irányba mozdulnak el a foltok. Futtatás után szárítás, majd kvantitatív (az elektrokinetikai potenciál alapján!) kiértékelés következik. Mérjük meg a színezék foltok súlypontjának előjeles(!) távolságát, s (m) a start helyétől (a negatív pólus irányába tekintjük pozitívnak a távolságot). Mérjük az elektródok közötti távolságot, x (m). Az elektromos térerősség nagysága H=E/x (V/m). A színezékek futási sebességei, v (m/s) (futási távolság / az elektroforézis ideje) alapján az elektrokinetikus potenciál értékei:

 

v  0 H

(V vagy NmC-1)

ahol:  a víz viszkozitása (=1×10-3 Pas vagy Ns/m2);  a víz relatív permittivitása (=81); o a vákuum abszolút permittivitása (=8,9×10-12 F/m, vagy CV-1m-1); v a színezékfolt vándorlási sebessége (m/s); H az elektromos térerősség nagysága (V/m). Minta

s, m

v, ms-1

, V      

Az elektrokinetikai potenciál várható értéke 0,1 V alatt van! Értelmezzük az eredményt! A megszárított elfogramot a jegyzőkönyvhöz mellékeljük.

22

6.

ASSZOCIÁCIÓS KOLLOIDOK CMC ÉRTÉKÉNEK MEGHATÁROZÁSA A poláris (hidrofil) és apoláris (hidrofób) csoportokat egyaránt tartalmazó ún.

amfipatikus

(vagy

amfifil)

molekulák

a

folyadékban

másodlagos

kötőerőkkel

összekapcsolódva asszociátumokat ún. micellákat hoznak létre. Az ilyen rendszerek a kolloidok egyik jelentős csoportját, az asszociációs kolloidokat alkotják. Az amfipatikus molekulák alkalmas oldószerben, meghatározott koncentrációnál és hőmérsékleten önként kolloid oldatot képeznek (valódi oldat  kolloid oldat), amelyek valódi termodinamikai egyensúlyban vannak. Ilyenkor a halmazt felépítő molekulák számát - az asszociáció fokát - a molekula mérete és szerkezete, valamint az oldat összetétele befolyásolja. Ionos és nem ionos molekulák egyaránt létrehozhatnak asszociációs kolloidokat oldatokban, bizonyos kritikus töménység felett. Ez az ún. kritikus micellaképződési, vagy kritikus micella koncentráció (szokásos jelölései cmc, vagy cM). Ekkor az amfipatikus molekulák és az oldószer molekulák közötti kölcsönhatási energia (hidratáció) már kisebb, mint a hidratációban résztvevő oldószer-oldószer molekulák kölcsönhatásából felszabaduló energia lenne (pl. víz esetében a hidrogénkötés), vagyis energetikailag nem kedvező. A víz molekulák "kiszorítják" maguk közül az újabb amfipatikus molekulák hidrofób csoportjait (kalitka effektus), a hidrofób csoportok összekapcsolódnak (aggregáció) és a molekulák a poláris csoportokkal a víz felé irányítódva micellát alkotnak. Ily módon, fajlagosan egy molekula hidratációjához kevesebb víz kell, vagyis több marad a víz-víz kölcsönhatáshoz. A Hardy-Harkins elvnek megfelelően a poláris molekulák orientációja biztosítja a "folytonos átmenetet" a poláris és a micella belsejében lévő apoláris környezet között. A tenzid koncentráció további növelése gyakorlatilag csak a micellák számát növeli, az egyedi molekulák számát nem. A CMC felett a micellaképződés miatt az összes részecskeszám (egyedi +micella) nem ugyanolyan ütemben nő az oldatban a koncentráció növekedésével, mint előzőleg, így a kolligatív sajátságok (pl. felületi feszültség, ozmózisnyomás, zavarosság, fajlagos és moláris fajlagos elektromos vezetés, stb.) változása a koncentráció növelésével törést mutat. Ebből a töréspontból a CMC meghatározható. A jól disszociáló, ionos amfipatikus molekulák (ionos tenzidek) a CMC-nél kisebb koncentrációjú oldatokban jól vezetik az elektromos áramot. A CMC környezetében a micellaképződés következtében a vezetés növekedése a koncentrációval észrevehetően megváltozik. A vezetőképesség mérését egy többcsatornás multiparaméteres készülékkel (Consort C3010) végezzük számítógépes adatgyűjtéssel. A feladat egy anionos tenzid, a 23

nátrium-dodecilszulfát kritikus micellaképződési koncentrációjának meghatározása vizes közegben. Kivitelezés: A konduktométer celláját mossuk meg alaposan – többszöri áztatással – ioncserélt vízzel. A magas falú üvegfalú edénybe mérőhengerrel mérjünk ki a gyakorlatvezető által megadott térfogatú (V0) ioncserélt vizet, és dobjunk bele egy alaposan megtisztított, száraz mágneses keverőbotot. Helyezzük az edényt a mágneses keverőre és állítsuk be a keverés sebességét a lehető legnagyobbra úgy, hogy a keverőbot még egyenletesen, habzás nélkül keverje a folyadékot. Az alaposan lemosott, leitatott mérőcellát helyezzük az edénybe oly módon, hogy a cellán körkörösen futó három fekete csík közül a legfelső is teljesen a folyadék felszíne alatt legyen (ekkor van tele a cella), de a harang felső részén levő nyílás lehetőleg ne kerüljön a folyadékfelszín alá. Így az oldat homogenizálása hatékonyabb, a mérés gyorsabban végezhető (előfordulhat, hogy a mérés közben az elektród magasságát érdemes változtatni). Kapcsoljuk be a mérőműszert és futtassuk a számítógépen az adatrögzítő programot (Data Information System) . A programban indítsuk el az adatrögzítést (nagy zöld gomb a felső menüsorban), amely manuálisan, a mérőműszer STORE gombjának megnyomásával rögzíti az aktuális mérőállást (a két elektródra külön adatsorban). A leolvasást minden esetben akkor végezzük, amikor a rendszer egyensúlyban van (a műszeren a tizedespont villogása megáll), és az érték stabilizálódik. Rögzítsük a víz vezetőképességét, majd automata pipettával adjunk hozzá a tenzid törzsoldatból a gyakorlatvezető által megadott térfogatot (általában 0,400 – 0,200 cm3), úgy hogy a felületaktív anyag okozta habzást minél inkább elkerüljük. Várjuk meg, amíg a vezetőképesség stabilizálódik, majd rögzítsük az új értéket. Ismételjük meg az adagolást 3040 vagy 60-80 mérési pontig attól függően, hogy később milliméter papíron végezzük az ábrázolást,

vagy

számítógépes

grafikont

készítünk,

rögzítve

minden

esetben

a

vezetőképességet. Az oldatra mért vezetőképesség értékekből (κ') a víz vezetőképességét (κvíz) kivonva kapjuk meg az oldott anyag fajlagosvezetőképességét, κ=κ'-κvíz. Számítsuk ki minden egyes mérési pontban a minta tenzidkoncentrációját, és a moláris fajlagos vezetést az alábbi képlet alapján:



κ (Sm 2 mol 1 ) c

Mérési adatok (ügyeljünk a mértékegységekre!): 24

25

Vhozzáadott ( cm3)

Vössz ( cm3)

c (mol dm-3)

c (mol m-3)

’ (S cm-1)

 (S cm-1)  (S m-1) ³√c

 (Sm2mol-1)

Ábrázolljuk a konceentráció füg ggvényébenn a fajlagos vezetést a (c -  függvéényt) és olv vassuk le törésponnthoz tartozzó koncentráációt, amelyy a CMC érrtéke lesz. 2.0E-01

(S m-1)

1.5E-01

1.0E-01

5.0E-02

0.0E+00 0

5

10

15

20

8.0E-03 3 0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

c(mo ol m-3)

25

1.4E-02 2

(S m2mol -1)

1.2E-02 2

1.0E-02 2

3√c √

0.30

Ábrázolljuk a molárris fajlagos vezetést a kkoncentráció köbgyökéének függvéényében (vaagyis a 3

c

-  függvényyt, az un. Lottermoser L r-féle görbéét). A CMC C itt is a töörésponthozz tartozó

koncenttráció. Adjuuk meg a krritikus miceellaképződéssi koncentráációt értékéét mol/dm3 értékben a két leoolvasott értéék alapján!

Értelmeezzük az erredményt!

7. SZOLUB BILIZÁCIÓ Ó VIZSGÁ ÁLATA A Az asszociációs kollo oidok kolliggatív fizikaai kémiai tu ulajdonságaai, megfelellően híg vizes olldatokban, a kis moleekulájú veggyületekhez hasonlóan lineárisan változnak a tenzid koncenttrációval a cM (miceellaképződéssi koncentrráció) eléréséig. A c M felett a tenzid koncenttrációk függgvényében jellegzetes, határozott törésponttal t l bíró görbékk adódnak.

Property

 

    ~ 0.008 M

Ábra. A kolligativ v sajátságok változása assszociációs kolloidok eset etében. ( vezeetőképesség,,  ozmózis nyomás, n  tuurbiditás,  feelületi feszülttség,  molárris fajlagos vezetés) v

A micellákk megjelenéésével kapcssolatos a szolubilizáció ó jelensége is. A szolub bilizáció az az öönként véggbemenő fo olyamat, am mely során az asszociiációs kollooidok, a cM feletti koncenttrációknál, a közegben nem, vagyy csak rosszzul oldódó anyagok a bizzonyos men nnyiségét képesekk kolloid oldatba o vin nni. A szo lubilizáció során a közegben k nnem oldódó ó anyag (szolubiilizátum bekerül b a micellába m (sszolubilizáto or. A szolubilizátum m (hidrofil hidrofób h jellegétőől függően)) vagy a micella m maggjában vagy y a micelláát alkotó teenzid láncok k között helyezkkedik el, a polaritássok kiegyeenlítődéséneek megfeleelően. A micella mérete m a szolubillizáció soránn nő.

27

A szolubiliizáció mértéékét a tenzi d oldat hőm mérséklete, koncentráci k iója mellett a tenzid j lévő egyéb any yagok is és a szzolubilizátuum kémiai minősége, illetve az oldatban jelen jelentőssen befolyássolják. A ten nzidek szollubilizáló kéépessége azz anyag azonn mennyiséége, amit az adottt hőmérsékletű és koncentráció k ójú tenzid még szolu ubilizálni kképes. E gyakorlat g keretébeen Tween szzolubilizáló ó képességéét kell megh határozni.

Polyoxyethy ylene sorbitann monolauratee (Tween 20) HLB: H

16.7

A méréés elve: IIsmert töméénységű ten nzid oldathooz a szolubillizálandó an nyagot felesslegben adju uk, majd meghatáározott idejjű rázás, vaagy keveréss után, alkaalmas módo on (centrifuugálás vagy y szűrés elkülöníítjük az olddatot a nem „oldódott” anyagtól. Megfelelő M analitikai móódszerrel mérjük m az oldatbann lévő (szoolubilizált + oldódott anyag men nnyiségét. Meghatároz M zzuk a szollubilizált anyagm mennyiséget a tenzid ko oncentráció függvényéb ben. Kiviteleezés: b 100 cm3-es - mérőlom mbikba kb. 5 g tenzid det. (A bem mérést táram mérlegen Mérjünk be közvetleenül a mérőőlombikba is végezheetjük. Előszzör oldjuk fel kevés vvízzel, majd d töltsük jelig, íggy 5 %-os töörzsoldatot kapunk (a % a tovább biakban is g/100ml. g A homogeniizálásnál legyünkk óvatosak, hogy min nél inkább elkerüljük a habzást. Készítsünkk az előbbii Tween törzsolddaból hígításssal 100-100 cm3: 0%, 0.1%, 0.2% %, 0.5%, 1% % és 2% Tw ween oldato okat. M Mérjünk ki az oldatokb ból 50-50 ccm3-t 100 cm m3-es csiszo olatos Erlennmeyer lom mbikba és adjunk hozzá minddegyikhez kb. 0,5-0,5 g szalicilsaavat vagy benzoesavat b t (a gyakorllatvezető mondja meg, hogyy szalicilsav vat vagy beenzoesavat kell k mérni). Mivel a szzolubilizálaandó sav maradékot kiiszűrjük), így azt eleggendő táram mérlegen fölösleggben van (aa nem szolubilizált m kimérnii. Az oldattokat rázasssuk 1 óránn át rázógéépen. A rázzatás alatt határozzuk k meg a titráláshhoz használtt lúgoldat pontos p konccentrációját. Ehhez 10-10 cm3 ism mert koncen ntrációjú sósavat mérjünk kii 3 titrálólom mbikba, adjjuk hozzá 1-2 csepp metilnarancs m indikátort (szükség ( esetén hhígítsuk meeg desztilláált vízzel), és titráljuk k a bürettába töltött N NaOH oldaattal. Az átlagfoggyásból száámítsuk ki a lúgoldatt pontos ko oncentrációjját, ezt hassználjuk a későbbi számoláások során. A rázatás végeztével v a nem oldód dott szilárd anyagtól a szűűréssel válaasszuk el 28

és mindden szűrletbből 10-10 ml-es m részletteket vegyü ünk ki. 5 ml m propanol hozzáadásaa után (a propanool hatására a szerves sav s valódi oldatba meegy, és titráálhatóvá vállik titráljuk k meg a meghatáározott NaaOH-oldattaal. A titrááláshoz ebb ben az essetben fenoolftalein in ndikátort használjjunk! Írjukk fel a reaakció egyennletét, szám mítsuk ki a megtitrállt sav men nnyiségét grammbban (vagy mólban) m és ábrázoljuk á a tenzid-kon ncentráció függvényébe fü en! Tenzzid koncenttráció %

0

0,1 0

0,2

0,5

1,0

0 2,0

Tenzzid g/10 ml oldatban NaO OH fogyás ml m /10 ml olldat meggtitrált sav (gg /10ml old dat

S Szerves sav szolubilizácciója a Tween mennyissége függvéényében. A mérésponntokra illessztett egyeenes mered deksége ad dja a tenzzid szolub bilizációs képesséégét az adottt anyagra néézve (g/g teenzid egység gben). Ü Ügyeljünk, hogy h ne titrááljuk túl a m mintákat. A fenolftalein n indikátorra ral végzett tiitrálások során haalvány rózsaszín oldato ot kell kapnnunk, melyn nek színe 1 percen p belül ül eltűnik!

29

A metilnarancs és feenolftalein iindikátorok színe savass és lúgos köözegben (szzélső oldatok) éss az átcsapássi tartomány yban (közép pső minták)) Értelmeezzük az erredményt!

30

8.

RÉSZECSKEMÉRET-ELOSZLÁS MEGHATÁROZÁSA

A szedimentációs analízis a diszperz rendszerek részecskeméretének és a méretek gyakoriságának (részecskeméret eloszlás meghatározását jelenti ülepedéssel, inkoherens rendszerekben. A legtöbb méretanalízisnél a porszerű minta részecskéinek méretét valamilyen folyadékban eloszlatva, diszpergálva tudjuk meghatározni. Ha a por felszíne liofób, a port nehéz diszpergálni, ha liofil, akkor könnyű (víz esetében hidrofób ill. hidrofil a felület). A porra nézve liofil (jól nedvesedő, de kémiailag inert) közegben diszpergálva a száraz, szilárd mintát először a nedvesedés játszódik le, majd az eredetileg összetapadt szemcsék szétesése, dezaggregációja (különleges esetben további aggregáció is lehetséges) történik. Ezek a folyamatok a rendszer sajátságaitól függően különböző ideig tartanak és adalékokkal befolyásolhatók. A méret meghatározását célszerű hasonló rendszerben végezni, mint amilyen a felhasználáskor előfordul! A vizes, diszpergált rendszer kinetikai stabilitása - azaz, hogy a méret eloszlása hogyan változik az időben - a részecskék közötti kölcsönhatásoktól függ. A közegben mozgó részecskék ütköznek, és a körülményektől függően összetapadhatnak. Az ütközések gyakorisága a koncentrációtól, viszkozitástól és a hőmérséklettől függ (a keveréstől eltekintve). A gyakorlatban a különböző adalékokat vagy nedvesítő hatásuk miatt, vagy a diszperziót stabilizáló (az összetapadást gátló) hatásuk miatt használják. Rendkívül nehéz meghúzni a határt, hogy mit tekintünk egyedi (primer) részecskéknek illetve aggregátumoknak, mivel vannak aggregátumok, amelyekben az eredeti részecskék erősen kötődnek, és igen nagy mechanikai hatásra "törnek" csak szét, míg vannak laza flokkulátumok, amelyek már a közeg nedvesítő hatására széteshetnek primer alkotókra. Figyelembe kell tehát venni, hogy a mérendő minta méreteloszlása függ a kísérleti körülményektől (oldószer, adalékok, koncentráció, hőmérséklet, a diszpergálástól eltelt idő, stb.). A legcélravezetőbb, ha erre mód van, a felhasználáshoz hasonló körülmények között meghatározni, ill. célszerű szedimentációs és mikroszkópos méréseket is végezni. A részecskeméretet szabályos alakú részecskék esetében (gömb, kocka, henger, stb. a jellemző hosszméretekkel adjuk meg, egyéb esetben az úgynevezett ekvivalens sugárral. Szedimentációnál az ekvivalens sugár a részecskével azonos sűrűségű és ülepedési sebességű gömb sugarának felel meg. Ezt nevezzük Stokes-féle rStk , sugárnak. Az ülepedő szuszpenzió (vizes közegben a sugár nagyobb 1 mikronnál) méreteloszlását homogén szuszpenzióból kiindulva kumulatív technikával végezzük. Ennek az az előnye, hogy kis anyagmennyiséggel elvégezhető, így csökken a részecskék közötti 31

kölcsönnhatás (összzetapadás) mértéke. m Háátránya, hog gy a kiindulláskor homo mogenizált (eelkevert) szuszpeenzióban a közeg még g kezdetbenn áramlik, így a gyorrsan ülepeddő, nagyobb b (20-50 mikron)) részecskéék méret-m meghatározáása bizonyttalan, illetv ve, hogy meg kell várni a szedimeentációs egyyensúly kiallakulását, aamely két-háárom óra is lehet. A m módszer elvi alapja a homogéén

szuszpeenzióból

ülepedő ü

rrészecskék

sebességének

méréése,

amely yet

úgy

határozhhatunk megg, hogy mérj rjük az ülep ítő hengerb ben lévő mérlegserpenyyőre kiülepeedett por súlyát.

Szedim mentációs mérleg m Az r sugarú göm mb alakú részecskérre ható ülepítő erő (a felhajtóó erőt figyelembe véve: 4/3r3(-0g, a mozg gással szem mben fellépő ő, a sebessééggel arányyos közegelllenállás: 6rv. ut, és a réészecske eg gyenletes A kezddeti gyorsulló mozgás után a kéét erő egyeensúlyba ju sebességggel ülepszik, az ülepeedés sebesséége, v =h/t :

2 r 2     0 g 9 h 2 v ebből rStkk   2     0 gt 9 

(1

ahol r a részecske sugara (m);;  és 0 a rrészecske illletve a közeg sűrűségee(kg/m3);  a közeg belső súúrlódása (Paas); h a folyadékoszlopp magasságaa (m); t az ülepítés ü idejje (s); g a nehézségi gyorsuláás (9,81 m/ss2) . H Határozzukk meg a százalékos mééreteloszlástt W(r), aholl W az r - nnél nagyobb b sugarú részecskkék %-a az összeshez képest. k A t(s (s) idő alatt kiülepedett összes minnta, P(t)vagy y Pt , két részből áll (lásd 2. egyenlet. Részben aazok a részeecskék, amelyek sugarra nagyobb b, mint a Stokes-fféle sugár (r ( Stk), azaz az ülepedéssük sebesséége, nagyobb, mint az rStk –nak megfelelő m ülepedéés: h/t, ez a frakció a W. W A kiüleppedett por másik m részee olyan, a SStokes-féle sugárnál kisebb ssugarú részzecskékből áll, á amelyekk indulásko or a folyadéékoszlopbann közelebb voltak a serpenyyőhöz (h*). Ezen részeecskék üleppedési sebeessége adottt idő alatt: h*/t. Kimu utatható, 32

A összes kiülepedett anyagból kivonva azz r < rStk frakciót hogy ezz a frakcióó: tP/t Az megkappjuk a W-t. W (t )  P (t )  t  P / t

(2

Ábrázolljuk a kiülepedett menn nyiséget, Pt (%-ban Pt/P∞×100) az a ülepedésii idő függvéényében. Olvassuuk le a görbbe adott t id dőpontjaihozz húzott ériintők (meredekség = P/t) által metszett ordinátaa tengelym metszetek érrtékeit (W% %), ahogyan n az 1a. ábra á egy ki kiválasztott ponthoz mutatja.

100% W (r)

84%



60%

dW /dr

50%

16%





0% 0

5

r84% 10

r50%

15

r16%

20

m r, micron

25

1. ábra. Ü Ülepedési éss eloszlási görbék. Kiviteleezés: M Mérjük meeg az ülepíítő hengereen lévő két jel távolsságát (a seerpenyő alja feletti vízoszloop magassáága, h) méteerben és jeggyezzük fel,, majd a fellső jelig tölltsük meg a hengert desztilláált vízzel. A szedimeentációs méérleg (egy átalakított egykarú m mérleg) serp penyőjét helyezzük a hengerrbe, indítsu uk el a szám mítógépen azz „Ülepedés” nevű proogramot és tárázzuk ki nullárra a mérleget, a „Mérleeg nullázásaa” gombbal. M Mérjünk bee kb. 4-6 g anyagot táramérleg gen, keverjü ük el a víz ízben és 15 5 percig mágneses keverővvel kevertettve hagyjukk a port nedvesedni n és szétesnni. A serpeenyő lefelmozggatásával hoomogenizáljjuk a szuszppenziót, (azz erős körkö örös keveréss nem ajánlott, mert a folyaddék tovább forog) majjd gyorsan akasszuk a serpenyőt a mérlegree, ezzel egy y időben indítsukk el a regiszztráló progrramot a „M Mérés indítáása” gombbaal. A méréést addig véégezzük, amíg ööt perc elteeltével sem m változik szignifikán nsan a kiülepedett töömeg vagy csak 1 centigraammon belüül változik (kb. ( 45 percc szükséges hozzá). Ez lesz az egyeensúlyi értéék.

33

A mért adatok alapján rajzoljuk meg az ülepedési görbét, számítsuk ki az adott időpontokhoz t tartozó sugár r (1. egyenlet), és a százalékos kiülepedett anyag mennyiségét, W% (lásd ábra) értékeket. h (m)

P∞ (g)

közeg (kg/m3) 1000

t (s)

P (g)

P%

szilárd (kg/m3) 2600

(Pas) 0.001

W (%)

r (m)

Ábrázoljuk a W=f(r granulometriai (vagy integrális méreteloszlási görbét, és az inflexiós pontból (vagy a görbe differenciálásával) határozzuk meg a legnagyobb gyakorisággal előforduló részecskék méretét (1. ábra jobboldali), vagy az 50%-s értéket és a σ szórást. Szabályos eloszlásnál az 84 % - 50% vagy 50% - 16 % gyakorisághoz tartozó méretek között különbség a szórás lásd 1b. ábra. Értelmezzük az eredményt!

34

9.

ADSZORPCIÓ SZILÁRD FOLYADÉK HATÁRFELÜLETEN

Az adszorpció egy vagy több komponens feldúsulását (pozitív adszorpció, vagy röviden adszorpció) vagy elszegényedését (negatív adszorpció) jelenti egy határfelületen. Azt az anyagot, amely a közegben (egyik vagy mindkét közegben) van jelen és adszorbeálódni képes adszorptivumnak hívjuk, míg a határfelületen az adszorbens rétegben már megkötött adszorbeált anyagot adszorbeátumnak nevezzük. Ha az adszorpció szilárd folyadék határfelületen történik, akkor az adszorbeáló szilárd anyagot adszorbensnek nevezzük. Oldatok

esetében

akkor

beszélünk

adszorpcióról,

ha

valamelyik

komponens

koncentrációjában különbség van a határfelületi adszorpciós réteget és a közeget összehasonlítva, és ez mérhető változást (pl. az oldatkoncentrációban) okoz. Folyadékelegy adszorpciónál valamely komponens felhalmozódását (pozitív adszorpció) általában egy másik komponens elszegényedése kíséri, ez a negatív adszorpció és nem tévesztendő össze a deszorpcióval. Ha egy vagy több ion vagy ioncsoport adszorpcióját valamely más ion ekvivalens mennyiségű deszorpciója kíséri, ioncseréről beszélünk. A szilárd folyadék határfelületen adszorpciós rétegnek nevezzük az oldatfázis, és felületi rétegnek az adszorbens felőli tartományt. Pórusos adszorbensek esetében, a külső felület mellett megkülönböztetünk, a pórusoknak megfelelő un. belső felületet is. Mivel a pórusok hozzáférhetősége függhet az adszorptivum molekulák méretétől, a belső felület nagysága (kapacitása) a mérettel változhat, un. molekula szitahatás. Monomolekuláris adszorpció esetében minden adszorbeált molekula közvetlenül érintkezik az adszorbens felületi rétegével. Több molekularétegű adszorpciókor az adszorpciós rétegben csak az első réteg érintkezik a felülettel. A felületi borítottság

  a / a m mind a mono, mind a polimolekulás adszorpció esetében ugy definiált mint az a adszorbeált anyag mennyiség aránya az am monoréteg kapacitáshoz. A mikropórus térfogat megegyezés szerint az az anyagmennyiség folyadék térfogattal kifejezve (atmoszferikus nyomáson és szobahőmérsékleten), amely teljesen kitölti a mikropórusokat. A kapilláris kondenzáció akkor fordul elő, amikor a pórusos adszorbensben a polimolekulás adszorpció eléri azt a mértéket, hogy a pórusban a folyadékból meniszkusz alakul ki. A kapilláris kondenzáció gyakran társul hiszterézissel. Az adszorpció oldatból, azaz az oldatadszorpció gyakorlatban fontos, pl. hidrofil vagy liofil anyagok adszorpciója vizes vagy szerves közegű diszperziók stabilizálásakor; vagy oldott anyagok szelektív szétválasztásakor (kromatográfia). 35

Az oldatból való adszorpciós viselkedés gyakran megjósolható a komponensek poláris/apoláris természete alapján. „Hasonló a hasonlót szereti”. Az oldatadszorpció kísérleti vizsgálata egyszerű, mivel az oldatban koncentráció-változással jár, ami mérhető.

a

V c0  c  ; ahol a látszólagos adszorbeált mennyiség, V az oldat térfogata, c0 és m

c a kezdeti és az egyensúlyi koncentráció az oldott anyagra. Az indigókarmin (indigo-5,5-diszulfonsav nátrium) poláris felületeken, mint pl. az alumínium-oxid, molekuláris adszorpcióval (a kation és az anion sztöchiometriai arányban kötődik), a szulfo-csoportokkal a felület felé irányítottan adszorbeálódik, a molekula síkja merőleges az adszorbens felületére. Ilyen orientációban egy molekula felületigénye (y = 1,34 nm2/db!). Nagyon sok esetben az adszorpció leírható a Langmuir-féle izotermával (homogén felület azaz minden adszorpciós hely azonos erősségű és független, az adszorbeált molekulák helyhez kötöttek, monomolekuláris borítottság, dinamikus egyensúly).

a

am c 1/ b  c

, ahol c és b az oldott anyag egyensúlyi koncentrációja illetve

izoterma állandója. A monoréteg kapacitás az izoterma línearizált formáiból meghatározható

c c 1   a am b am Ábrázoljuk az a értékeit a hozzátartozó c függvényében, a 2. gyakorlat 2. ábrájához hasonló telítési jellegű görbén jelöljük ki az esetleges szóró pontokat. Ábrázoljuk a c/a értékeit a hozzátartozó c koncentrációk függvényében és

az illesztett egyenes

meredekségéből =1/am számoljuk ki az am értékét. A monomolekuláris teljes borítottságból, am (mol/g) és az adszorptívum felületigényéből (y, m2/db!) az adszorbens fajlagos felülete meghatározható: S = am×NA×y (m2/g), ahol NA az Avogadro-féle szám. Kivitelezés: Készítsünk koncentráció sorozatot a kalibrációs egyenes felvételéhez és az adszorpcióhoz 100-100 ml: 1,0×10-4, 1,5×10-4, 2,0×10-4, 2,5×10-4, 3,0×10-4, 4,0×10-4 mol/dm3 koncentrációjú oldatokat (ezekből a kalibrációs egyenes méréséhez kb. 10-10 ml, az adszorpcióhoz pontosan 50-50 ml oldat szükséges). Mérjünk be analitikai mérlegen 6 db 100 ml-es Erlenmeyer lombikba hatszor kb. 0,10±0,002 g adszorbenst (azaz 0,0980 és 0,1020 g között de négy tizedes pontossággal)! A bemért adszorbensekre pipettázzunk pontosan (!) 5036

50 ml-t az indigókarmin oldatokból. Az adszorpciós egyensúly eléréséig (1 óra időtartam) rázassuk! Az egyensúly beállta után hagyjuk leülepedni az adszorbenst. A felülúszó tiszta oldatból határozzuk meg fotometriásan az oldatok koncentrációját (kb. 520 nm lásd később!) a kalibrációs egyenes segítségével! Vegyük fel a kalibrációs egyenest, az egyensúlyi koncentráció meghatározásához. A hullámhosszat úgy állítsuk be, hogy a legtöményebb oldat, 4,0×10-4 mol/l abszorbanciája 1 egész alatt legyen! c0, mol/dm3

0

Abs (c0)

0

1,0×10-4

1,5×10-4

2,0×10-4

2,5×10-4

3,0×10-4

4,0×10-4

Kalibrációs egyeneshez ábrázoljuk az előbbi mért Abs = f(c) adatokat. Az adszorpció lejátszódása

után

mért

abszorbancia

értékekből

keressük

vissza

az

egyensúlyi

koncentrációkat, ahogyan az alábbi példa mutatja.

1 0.9

Abszorbancia

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.E+00

1.E-04

2.E-04

3.E-04

4.E-04

5.E-04

c(mol dm-3)

1. ábra. Az egyensúlyi koncentráció meghatározása kalibrációs egyenes alapján. Számítsuk ki a látszólagos fajlagos adszorbeált mennyiséget a értékét (mol/g):

a V c0  c  / m , ahol V az oldat térfogata (0,05 dm3), co a kezdeti és c az adszorpció utáni egyensúlyi oldatkoncentráció (mol/dm3), m az adszorbens tömege (g)

37

co (mol/dm3)

m (g) 1

1,0 ×10-4

2

1,5 ×10-4

3

2,0 ×10-4

4

2,5 ×10-4

5

3,0 ×10-4

6

4,0 ×10-4

Absadszorpció után c (mol/dm3)

a (mol/g)

c/a (g/dm3)

Ábrázoljuk az a=f(c) nézzük meg mely pontok térnek el nagyobb mértékben. Ábrázoljuk a c/a = f(c) függvényt, számoljuk ki az am értékét az egyenes meredekségéből (meredekség=1/am) és a fajlagos felület értékét: S = am×NA×y (m2/g). 4.E-05

10 9 8

a

2.E-05

7

am c 1/ b  c

c/a(g dm-3)

a(mol g-1)

3.E-05

6 5 4

c c 1   a am b am

3

1.E-05

2 1

0.E+00 0.E+00

1.E-04

2.E-04

3.E-04

4.E-04

0 0.E+00

1.E-04

c(mol dm-3)

2.E-04

3.E-04

4.E-04

c(mol dm-3)

2. ábra. Langmuir izoterma két ábrázolása. Értelmezzük az eredményt!

38

10.

KÜLÖNBÖZŐ REOLÓGIAI TÍPUSÚ ANYAGOK MINŐSÍTÉSE BROOKFIELD RV VISZKOZIMÉTERREL

A reológia a testeknek külső erők hatására bekövetkező deformációját vagy áramlását vizsgálja. Reológiai szempontból háromféle ideális testet különböztetünk meg: ideálisan rugalmas (elasztikus), ideálisan folyékony (viszkózos) és ideálisan képlékeny (plasztikus). A legtöbb anyag különböző mértékben egyidejűleg mutathatja ezeket a tulajdonságokat. A leggyakoribb deformáló hatás, amit folyékony és szilárd testekre is alkalmazhatunk a nyírás. Nyírásról beszélünk, ha a testre a felülettel párhuzamos (tangenciális) erő hat. Ideálisan rugalmas testeknél a deformáló erő és a testben ébredt rugalmas (reverzibilis) feszültség között időben statikus egyensúlyi állapot jön létre, a felületegységre vonatkoztatott nyíró erő a nyíró feszültség,  N/m2. A deformáció gradiense, dx/dy, arányos az őt létrehozó nyíróerővel   konst

dx (Hook törvény). dy

Ideálisan viszkózus testeknél alapvető különbség, hogy a nyírás nem valódi, statikus egyensúly kialakulásához, hanem állandó sebességű deformációhoz, (folyáshoz) azaz dinamikus egyensúlyhoz vezet. Lamináris áramláskor a deformáció sebesség ( v  merőleges irányú gradiense:

dx ) dt

dv dv  D s-1 arányos a nyírófeszültséggel,   . Ahol az dy dy

arányossági tényező,  a folyadék ellenállás mértéke, a viszkozitás. Azaz ideálisan viszkózus testnél:  

n D

 állandó , n=1.

Folyékony közegű diszperz rendszerek reológiai viselkedésük alapján lehetnek ideális vagy Newtoni (1), szerkezet viszkozitást (2) illetve dilatanciát (3) mutató folyadékok. (A reológiai alapfogalmakat lásd az 1. és 4. gyakorlatnál is!)

39

Brook kfield DV-III+ rotációs viszkozimét v ter A mérés elvve: A viszko oziméterek forgó orsó segítségéveel vizsgáljukk az anyag reológiai r viselkeddését. A vizzsgálandó an nyag az orsóó (henger) forgatásával f l szemben ssúrlódási elllenállást fejt ki, íígy annak foorgási sebessségét csökkkenti. A súrrlódási ellen nállás jellem mezhető a sú úrlódási erővel, vvagy ennekk az orsó felü ületegységéére vonatkoztatott érték kével, a nyírrófeszültség ggel, (). A hengeer különbözző szögsebességekkel fforgatható és meghatárrozható a hoozzátartozó nyírófesszültség. Azz orsó egy spirálrugóva s al csatlakozik a forgató ó tengelyhezz, amit egy szinkronnmotor hajtt. A forgató tengely forrgása a spiráál rugón kerresztül áttevvődik a heng gerre. Súrlódóó közeg jelennlétében a belső b hengeer tehetetlen nsége miatt a rugó megffeszül, (felcsavvarodik) és a belső heng ger bizonyoos szöggel elfordulva e a forgató tenngelyhez kép pest kezd forrogni, de azzonos sebességgel. A foorgató tengeely belsejéb ben egy poteenciométer van, amelyneek ellenálláása arányos a szögelforddulással, így y az elfordu ulás mértékee elektromo osan, az áramerőősség méréssével mérhető és kijelezzhető. A fo orgató tengeely fordulatsszáma egy sebességgváltóval küülönböző érrtékekre állíítható. A seebesség grad diens a motoor fordulatszámával arányoss. A súrlódóó erő, illetvee a nyírófeszzültség meg ghatározható ó. V Vegyük fell a kiadottt minta follyásgörbéjéét (azaz a D = f() ggörbét) növ vekvő és csökkennő nyíró fesszültségnél is. Alapítsuuk meg, ho ogy a mintaa melyik ossztályba tarrtozik az ábra alaapján, és hoggy van-e hisszterézis! 

 

 





(Pas)

D(s-1)

   

 0

 (Pa)

0

 (Pa)

2 ábra. Időffüggést nem 2. m mutató follyás- és viszzkozitásgörbbék 1.. ideális (neewtoni), 2. szerkezeti s belső súrlódáású, 3. dilatanciát mutaató folyadék k; 4. Biingham–félee test, 5. follyáshatárral rendelkező ő pszeudoplasztikus, 6. folyáshatárrral renddelkező dilaatáns 40

(Pas)

D(s-1)

 (Pa)

 (Pa)

3 ábra. Időffüggő folyáás- és viszko 3. ozitásgörbék k (hiszterézzis) A tixootróp (nyíráásra vékonyodó) és a reeopektikus (nyírásra ( vaastagodó) annyagokra jellemező

3.. ábra. A ny yíróerő hatássára előford duló szerkezzeti változássok. K Kivitelezés: A mérés megkezdése m előtt általlában, egy üvegbot seegítségével homogenizáljuk a főzőpohhárban kiaddott mintákaat (ha a miintában bub borékok vannak, gyenngén ütögetthetjük a tenyerünnkkel a főzzőpohár alját). Kérdezzzük meg a gyakorlat vezetőt meelyik mintáát kell,és melyikeet nem szabad homogen nizálni (ez a választott mérési mód dszertől is ffügg). K Kapcsoljuk be a készü üléket a háttulján találh ható kapcso olóval. A kkészülék ekk kor kéri, hogy táávolítsuk el e az esetleegesen csattlakoztatott orsót (spindle), majdd nyomjuk k meg a készülékk valamelyyik gombjáát. Az autoomata nulllázás után (kb. 15s) a gyakorllatvezető segítséggével válassszuk ki és cssavarjuk fell a megfelelő orsót.

Az A orsó felraakása: rögzíítsük a tengelyt, csavarjuuk fel az orssót (balmen netes!), ellennőrizzük a rögzítést. r 41

Mielőtt az orsót csatlakoztatnánk, jegyezzük fel a számát a jegyzőkönyvbe. Az orsó száma az orsó csatlakozásánál van feltüntetve. Az orsó felszereléséhez először merítsük az orsót a mintába vigyázva hogy ne érjen a főzőpohár falához vagy aljához, majd csavarjuk fel a tengely végére, ahogyan az ábra mutatja. Felcsavarás után igazítsuk be a főzőpoharat úgy, hogy az orsó a közepére kerüljön, és a rajta lévő bemetszett jelig merüljön a mintába. Ha ezekkel végeztünk nyomjunk meg ismételten egy gombot a készüléken. A legérzékenyebben a legnagyobb méretű orsóval és a legnagyobb sebességnél mérhetünk, tehát ez adja meg a minimálisan mérhető viszkozitást. Minél nagyobb a várható viszkozitás annál kisebb orsót válasszunk és annál kisebb sebességet. A cél az, hogy a viszkoziméter 10 és 100 kitérés között jelezzen. Emlékezzünk rá, hogy a pontosság javul, ahogyan közeledünk a 100-hoz. Ha a kitérés 100 fölé megy, EEEE túlcsordulás hibajelzést ír ki, azonnal csökkentsük a sebességet, vagy kisebb orsót használjunk. Állítsuk be az orsó kódját a készüléken. Ehhez nyomjuk meg a Select Spindle gombot, melynek hatására a kijelző jobb felső részén villogni fog a kód. Ennek változtatásához használjuk a nyilakat. Ha megvan a kívánt azonosító elengedjük a gombot, és újra nyomjuk meg a Select Spindle gombot mielőtt abbamarad a pislogás. Ha későn nyomjuk meg kezdjük elölről. A mérés indításához a nyilak segítségével válasszuk ki a kívánt sebességet, majd nyomjuk meg a Set Speed gombot. A kijelző bal felső részén olvasható le torziós érték %-ban (ez lesz az  érték a későbbi számolások során). Miután a sebességet beállítottuk várjuk meg amíg ez az érték stabil lesz (legcélravezetőbb állandó időt hagyni a beállásra, például 1 perc). Az érték feljegyzése után állítsuk be a következő sebességfokozatot, és mérjük le ismét a torziós értéket. A mérés végeztével állítsuk 0-ra a sebességet és kapcsoljuk ki a motort. Óvatosan csavarjuk le az orsót és alaposan mossuk le desztillált vízzel, majd töröljük meg. Amennyiben nincs további mérés tegyük vissza a tartódobozba, és kapcsoljuk ki a viszkozimétert. A számításhoz szükséges egyenletek: Viszkozitás

(mPas)= 100*TK*SMC* /RPM

(1)

Sebesség gradiens

D(1/s) = RPM*SRC/60

(2)

Nyíró feszültség

 = TK*SMC*SRC*

Ahol az elfordulás %-ban, RPM fordulatszám, TK rugóerő (RV típusú orsók esetén értéke 1), SMC megadja az 1 skálarésznek megfelelő viszkozitást, SRC az orsó geometriájára jellemző konstans (hengeres orsóknál kiszámítható illetve táblázatban megtalálható, egyébként nem, ekkor tekintsük az értékét 1-nek)

Orsók adatai: 42

LV tipus* TK=0.09373 kód 4 SMC 60 SF*N=100*SMC 6000 RV tipus *

TK=1 RV1

kód SMC SF*N=100*SMC

*600 ml főzőpohárban 3 12 1200

RV2 1 1 100

2 2.4 240

RV3 2 4 400

1 0.48 48

RV4 3 10 1000

1 skála mPas -ban A teljes skála mPas-ban

RV5 4 20 2000

RV6 5 40 4000

6 100 10000

RV7 7 400 40000

TK=1 T-A T-B T-C T-D T-E T-F kód 91 92 93 94 95 96 SMC 20 40 100 200 500 1000 SF*N=100*SMC 2000 4000 10000 20000 50000 100000 TK=1 SC4-28 ULA kód 28 00 SMC 50 0.64 SF*N=100*SMC 5000 64 1 cP=1mPas SRC 0.28 1.223 16.0 ml (kupakkal) A fordulatszámok: 0; 0,5; 1; 2; 2,5; 4; 5; 10; 20; 50; 100; 0; 0,3; 0,6; 1,5; 3; 6; 12; 30; 60 Feladatok: 1. A mérőedény kalibrációja ismert viszkozitású folyadékkal. Mérjük le az ismert viszkozitású folyadék torziós értékeit növekvő és csökkenő fordulatszám mellett. Számítsuk ki a tárolóedény geometriájától is függő SMC értéket az (1) egyenlet alapján. Amennyiben a későbbi minták során más orsót használunk, a táblázatban megadott SMC értéket használjuk a számításokhoz. 1. táblázat: standard (mPas): RPM (1/s)

(%)

orsó: D (1/s)

SMC elméleti:

(N/m2)

SMC mért

0.5 1 2 5 10 20 30 50 43

60 100 60 50 30 20 10 5 2 1 0.5 2. 10%-os tapétaragasztó vizsgálata A fentebb ismertetett módszer alapján növekvő és csökkenő fordulatszám mellett vizsgáljuk meg a minta reológia sajátságát. Használjuk a 2. táblázatot. 3. Méz (v. joghurt, majonéz, stb.) reológiai vizsgálata Ismételjük meg az előző mérést egy élelmiszertermékkel is. Amennyiben szükséges cseréljünk orsót a gyakorlatvezető segítségével. Használjuk a 2. táblázatot.

44

2. táblázat: Minta:

orsó:

SMC:

m

(mPas)







1







2







5







10







20







30







50







60







100







60







50







30







20







10







5







2







1







0.5







RPM (1/s)



0.5

D (1/s)

A mérések elvégzése után ábrázoljuk a minták viszkozitás (=f()) és folyásgörbéjét (D =f()) 1-1 ábrán, és állapítsuk meg milyen reológiai típusba sorolhatók! Értelmezzük a kapott eredményt!

45

11.

IZOLABILIS FEHÉRJE IZOELEKTROMOS PONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA

A polielektrolitok olyan töltéssel rendelkező makromolekulák, melyek kémiailag kötött disszociábilis funkciós csoportokat tartalmaznak. Lehetnek lineáris lánc vagy térhálós szerkezetűek, a funkciós csoportok minősége szerint pedig savas, bázikus, vagy amfoter jellegűek. A poláris, protonálódásra/deprotonálódásra képes funkciós csoportok jelenlétének köszönhetően ezek a polielektrolitok hidrofil sajátságúak, így könnyen tanulmányozhatóak vizes oldataikban megfelelő körülmények között. A lejátszódó sav-bázis reakció következtében nettó töltésre tehetnek szert, ugyanakkor töltésük függ a funkciós csoportok minőségétől, valamint a közeg pH-jától és elektrolit-tartalmától (ionerősségtől). Az, hogy töltéssel rendelkeznek, számos tulajdonságukat (pl. stabilitás, viszkozitás, duzzadóképesség, elektroforetikus vándorlási sebesség) meghatározza, illetve befolyásolja. Polielektrolitok közé számos természetes és mesterséges makromolekula sorolható, így pl. fehérjék, nukleinsavak illetve szintetikus polimerek (pl. poliakrilsavak), de számos példát hozhatunk fel a szervetlen anyagok közül is (többmagvú fémkomplexek, poliszilikátok). A gyengén savas (pl. karboxil, fenolos-hidroxil) vagy gyengén bázikus (pl. amino, imidazol) funkciós csoportot tartalmazó polielektrolitok töltésállapota elsősorban a közeg pHjától függ. A fehérjék kémiai összetételüknél fogva mind savas, mind bázikus csoportokat tartalmaznak, tehát amfoter polielektrolitok. A pH csökkentésével a sav-bázis folyamatok a protonálódás irányába tolhatók el, ahol a savas funkciós csoportok töltést nem hordoznak, míg a

protonált

bázikus

csoportok

pozitív

töltéssel

bírnak.

Az

oldat

lúgosítása

a

deprotonálódásnak kedvez, melynek során a gyengén bázikus csoportok elvesztik töltésüket a H+ leadása miatt, míg a savas oldalláncok deprotonálódása során negatív töltésre tesznek szert. Így, ha az oldat pH-ja egy a polielektrolitra jellemző érték, akkor a pozitív és a negatív töltések száma a molekulán belül megegyezik, „iker-ionok” keletkeznek, melyek kifelé elektromosan semlegesek. Ezt az állapotot a polielektrolit izoelektromos állapotának, míg a hozzátartozó pH értéket izoelektromos pontnak (i.e.p.) nevezzük. Az izoelektromos pont értékéből a fehérjemolekula tulajdonságaira következtethetünk, gyakran használják azonosításra is.

46

A Az oldat pH-ja p ugyan nakkor nem m csak a polielektroli p t töltését sszabja meg, hanem közveteetetten a kolloid reendszer staabilitását is. i Bár a makromoolekulák

oldatai

termodiinamikailagg stabil rendszerekneek tekinhettő (a képzződési szab abadentalpiaaváltozás negatív)), az izoelektromos pontban p a liofil sajátság megvááltozik. A ttöltés hiányában a hidratálódó képessség jelentő ősen csökkeen, mivel makromoleekula és aaz oldószer közötti kölcsönnhatás gyenngébb, mintt töltött állaapotban. Eb bből követk kezik, hogyy a polielek ktrolitok duzzadóóképessége (amely az oldószerreel való kölccsönhatást mutatja) m miinimumot mutat m az izoelekttromos ponntban. Ráaadásul mivvel a részeecskék közzötti elektrrosztatikus taszítás megszűűnik, valam mint az olldószer sem m tudja kellő k mértéékben hidrratálni, a rendszer kben) az aggregáációra (illetvve koaguláccióra) való hhajlama meegnő. Mivel a töltés (abbszolút érték izoelekttromos ponntban a legkisebb (zérrus), a koaaguláció seb bessége ezeen a pH érrtéken a legnagyyobb, hiszenn itt a legk kisebb az a potenciálg gát (bizonyo os esetekbeen ez a gát teljesen eltűnik)), amelyet a részecskék knek le kelll győzni azz aggregáció óhoz. A 1. ábra két kü ülönböző

Potenciális energia

rendszer esetén muutatja az eredő potenciáálgörbét a réészecskék táávolságánakk függvényéében.

távolság((m)

1. ábraa A Amennyibeen a potenciiálgát nem tűnik el (1. görbe) úg gy a részecsskék csak abban a az esetben aggregálódnak, ha kinetikus k eenergiájuk meghaladjaa a potenciiálgát enerrgiájának értékét. A polielekttrolitok esettén ez akkorr fordulhat elő, ha a maakromolekuula hidratáciiója még az izoellektromos pontban p is elegendően e nagy mértéékű (pl. szám mos egyéb poláris csoport van jelen). Ebben az esetben a molekula még az izzoelektromo os pontbann sem csap pódik ki (izostabbilis polielekktrolit). Ezeen anyagokk kicsapása úgy érhető el, hogy a stabil hidrrátburkot bontjukk meg olyaan anyagok kkal, amelyyek a poliielektrolitnáál jobban hhidrtatálódn nak (ún. 47

dehidratáló anyagok, pl. nagy mennyiségű só, aceton, alkohol, stb.). Ha az izoelektromos pontban a potenciálgát a kinetikus energiánál kisebb (esetleg eltűnik, 2. görbe), a rendszer instabil, a koaguláció önként végbemegy (izolabilis polielektrolit). Mind a természetes, mind a mesterséges polielektrolitok esetén ismerünk izostabilis (pl. zselatin) és izolabilis (pl. kazein) polielektrolitokat. Az izoelektromos pont meghatározásásra számos lehetőség áll rendelkezésre. Már korábban láttuk, hogy a duzzadási képesség ezen a pH értéken minimumot, míg a koaguláció sebessége, illetve mértéke maximumot mutat. Így a pH függvényében mérve ezeket a sajátságokat az izoelektromos pont meghatározható. Másik lehetőség az elektrokinetikai méréstechnkikák alkalmazása. Külső elektromos tér hatására a részecskék mozgása azok töltésétől függ. Ennek megfelelően az izoelektromos pontban a részecskék vándorlási sebessége szintén minimumot mutat (pl. elektroforézis). Kivitelezés: 2db 250 ml-es főzőpohárba tegyünk fel 150-150 ml csapvizet melegedni. Csavaros, jól megjelölt kémcsövekbe készítsünk el az alábbi táblázat alapján két oldatsorozatot, két különböző zsírtartalmú tejet felhasználva (a tejet minden esetben utoljára adjuk hozzá): sorszám

VNa-acetát (cm3)

Vecetsav (cm3)

tej (cm3)

1.

0.5

4.5

5

2.

1

4

5

3.

1.5

3.5

5

4.

2

3

5

5.

2.5

2.5

5

6.

3

2

5

7.

3.5

1.5

5

8.

4

1

5

9.

4.5

0.5

5

Miután az oldatokat elkészítettük, a kémcsöveket helyezzük a vízfürdőbe (60-80oC) 20 percre, majd szedjük ki őket és hagyjuk lehűlni. Lehülés után egy műanyag főzőpohárban 6-6 kémcsövet egyensúlyozzunk ki úgy, hogy a párosok között legfeljebb 0.1g különbség legyen (desztillált vízzel kismértékben hígíthatók a minták). Ezután rakjuk a 6-os kémcsőcsoportokat közvetlenül az ultracentrifuga rotorjába oly módon, hogy az egymással kiegyensúlyozott 48

párok szembe kerüljenek. (győződjünk meg róla, hogy a 14-es számú rotor legyen a centrifugába szerelve) Centrifugáljuk a mintákat 15 percig 8000 fordulat/perces sebességgel. A felülúszót egy Pasteur-pipettával szívjuk le, a kémcsövekben maradt kicsapódott szilárd anyag tömegét mérjük meg és jegyezzük fel. A tömeg méréséhez egy száraz, kupak nélküli, főzőpohárba állított kémcsövet tárázzunk, és ehhez képest mérjük a szilárd anyag tömegét, szintén a kupak nélküli kémcsövekkel (ezek tömege gyakorlatilag megegyezik). Számítsuk ki a pufferoldatok pH-it és ábrázoljuk a kicsapódott szilárd anyag tömegét a pH függvényében. Becsüljük meg a törésponthoz tartozó pH-értéket és hasonlítsuk össze a kazein izoelektromos pontjának irodalmi értékével. Hasonlítsuk össze, hogy a kicsapódott kazein mennyisége függe a tej zsírtartalmától! 3.5 3

m kazíein (g)

2.5 2 1.5 1 0.5 0 3.60

4.10

4.60

5.10

pH

5.60

Értelmezzük a kapott eredményeket!

49

12. KOL LLOID DIS SZPERZIÓ ÓK SZTÉRIKUS ÉS ELEKTRO E OSZTATIKU US STABILIZ ZÁLÁSA

K Koagulációónak nevezzzük a szolooknak azt állapotválto ozását, ameely során a primer részecskkék nagyobbb halmazok kká (koaguluum, aggregáátum) egyessülnek.

A DLVO ellmélet szeriint egy liofóób szolt tarttalmazó kollloid rendszzer stabilitássát a van der Waals vonzó (VA) ( és az elektromoss kettősréteg g taszító (V VR) erőinekk összege határozza h meg, am melyek a Brown-féle B mozgás m folyytán egymáást megközeelítő részeccskék közöttt lépnek fel. Ezeen elmélet szerint s két egymást e meegközelítő részecske r kö özött a taszzító kölcsön nhatásból fakadó energiagát van, ami a részecskkék túlzott közelségét és ezáltaal összetapaadásukat (aggregációját) meggátolja. Hogyha azonnban a részeecskék az en nergiagátnáll nagyobb kinetikus k energiávval rendelkeeznek, ütközhetnek és aaz aggregácció megindu ul. A diszperggált részecskék felülettén adszorb beálódó ion nok határozzzák meg a felület elektrossztatikus pootenciálját, ezeket azz ionokat emiatt pottenciál-megh ghatározó ionoknak nevezzüük. Az ezzüst-haloid kristályok felületi potenciálját p meghatárrozhatjuk a töltött kristályffelület és azz oldatbeli ionok i közöttti egyensúlly figyelem mbevételévell: Ψ0 = kT / ze (ln a – ln apzcc), ahol Ψ0 a felületi po otenciál, a a potenciál--meghatározó ion aktivvitása, végü ül apzc az aktivitáss az zérustööltéspontban n (angolul ppoint of zerro charge, itt i a nettó feelületi töltés zérus). Az ezüsst-klorid eseetén az egyeenlet felírhaató a követk kező alakokb ban: Ψ0 = 60 × (llog10 aAg+ - log10 aAgg+pzc) ≈ 60 × (log10 [Ag+] - log10 [A Ag+pzc]), illettve Ψ0 = -60 × (log ( 10 aCl- - log10 aCl-ppzc) ≈ 60 × (log ( 10 [Cl-] - log10 [Cl-pzzc]). A

liofób

kolloidok kat

kinettikailag

elektrosztatikkusan

és//vagy

sztéérikusan

stabilizáálhatjuk. Elektrosztatikkus stabilizááció esetén a szolrészeccskék felüleeti töltéséneek taszító hatása aakadályozzaa meg a gy yakori ütközzést és ezálltal a szol aggregációj a át. A felüleeti töltés függ azz oldatban lévő negattív és poziitív ionok milyenségé m től és mennnyiségétől,, mert a különbööző ionok adszorpciója a a a szolrészeecskék felszzínéhez küllönböző méértékű. Ameennyiben az oldaat olyan összetételű, ö hogy a kkolloid felü ületi töltésee zérus (zzérustöltéspont), az elektrossztatikus taaszítás meg gszűnik és a szol ko oagulációja felgyorsull. A felüleeti töltés növekeddése akár neegatív, akárr pozitív iránnyban az ag ggregációt gátolja. g 50

SSztérikus stabilizáció s esetén a kkolloid részzecskék felszínére addszorbeálódó anyag (rendszeerint valam milyen makromolekula vagy tenzid d) akadályo ozza meg a részecskék k közötti közvetleen érintkezzést és ezááltal az agggregációt. Amennyibeen a felszíínre adszorrbeálódó makrom molekula csak kis konccentrációbaan van jelen n (tehát egy y ilyen makkromolekulára több szolrészzecske jut), az előbb említett véédő hatássaal szemben érzékenyítőő hatás lép p fel, az aggregááció felgyorrsul, mivel a makromollekula minteegy „összefű fűzi” a szolrrészecskéket.

316-2. ábra. Liofó ób kolloidokk stabilizáláásának mód djai, és az ennergia diagrram. Kiviteleezés: K Készítsen 5,00–5,00 5 cm3 A és B jelzésű oldatokat az alábbi táblázatok alapján csavaros kupakkal ellátott po olipropilén kkémcsövek kbe. Ügyeljeen az autom mata pipetta helyes használaatára, szüksség esetén kérje a gyaakorlatvezeető segítségét. Amikorr a 6–6 darrab oldat komponnenseit összzemérte, cssavarja a kkémcsövekrre a kupak kokat és alaaposan rázza vagy kevertessse össze taartalmukat. Oldatt sorszáma 1 2 3 4 5 6

0,05% PVA P 1,00 ml m 0,05 ml m – – – –

A oldat 0,00 5 M Cl1,000 ml 1,000 ml 1,000 ml 1,110 ml 0,995 ml 0,990 ml

víz 3,00 ml 3,95 ml 4,00 ml 3,90 ml 4,05 ml 4,10 ml

B oldat 0,005 M A Ag+ víz v 1,00 m ml 4,0 00 ml 1,00 m ml 4,0 00 ml 1,00 m ml 4,0 00 ml 0,90 m ml 4,1 10 ml 1,05 m ml 3,9 95 ml 1,10 m ml 3,9 90 ml

A Az aggreggáció méréssét Cary 3 spektroffotométerrell végezze a gyakorllatvezető utasításaai szerint. Röviden R összefoglalva a teendőkett: 

K Kapcsolja be a szám mítógépet, m majd keressse meg a „Cary „ WinnUV” mappában a „„Kinetics” modult és indítsa i el. 51



Kapcsolja be a spektrofotométert a piros ON/OFF gombbal, majd kapcsolja be a termosztáló modult is hasonlóképpen.



A számítógépen válassza ki az „1cella-10p.MKN” módszert a „Load method” menüponttal (a „C:\Varian2\Cary WinUV2\Gyakorlat” mappában található).



Helyezzen egy vízzel teli PMMA küvettát a spektrofotométer mintatartójának 1. rekeszébe. Ügyeljen a küvetta behelyezésének irányára, a maratott háromszög jobb kéz felé álljon. Húzza be teljesen a küvettatér fedelét.



A képernyőn látható „Zero” gombra kattintva a küvetták kiindulási abszorbanciaértékeit a program nullára állítja.



Öntse ki alaposan a vizet a küvettából (egy-két apró csepp maradhat benne, mert ezek térfogata az össztérfogathoz viszonyítva elhanyagolható). Ezután a küvettába pipettázzon 1,75 ml-t abból a komponensből, amelyik feleslegben van. Ekvimoláris mennyiségek esetén a kloridos mintával.



Rakjon a küvettába egy kis mágneses keverőbotot és indítsa el a kevertetést.



Amint a küvettatér hőmérséklete stabilan beállt 25,0 °C-ra, indítsa el a mérést a „Start” ikonra kattintva (a küvettatér ajtaja maradjon nyitva). Először adja meg a minta nevét, majd a fájlnevet. Ez utóbbi nyugtázása után a program 2 perc visszaszámlálást végez, csak ennek leteltével kezdi el a mérést. Ez alatt az idő alatt pipettázzon 1,75 ml oldatot a másik komponensből a küvettába. Az oldatot a küvetta közepének irányába, határozott mozdulattal adagolja be. Végül húzza be a küvettatér ajtaját és kattintson a „Start” gombra.



A mérés befejezése után óvatosan szedje ki a keverőbotot a küvettából és alaposan mossa el mindkettőt desztillált vízzel.



Ismételje meg a mérést a fentiekhez hasonlóan a táblázatban szereplő többi oldattal is.



A hat kísérlet során kapott abszorbancia-idő adatsorokat ábrázolja közös grafikonon.

Számítsuk ki az ezüst-klorid részecskék felületi töltését minden mintában az alábbi adatok -5

-6

alapján: [Ag]pzc =2.9×10 M ; [Cl-]pzc =6.3×10 M; L

-10

=1.8×10 .

AgCl

Hasonlítsuk össze és értelmezzük a különböző [Ag+]/[Cl-] arányú oldatok aggregációs kinetikáját a felületi töltés függvényében, valamint a poli(vinil-alkohol) hatását az AgCl szol aggregációjára. Értelmezzük az eredményt! 52